PROGRAMMA DETTAGLIATO DEL CORSO FONDAMENTI

PROGRAMMA DETTAGLIATO DEL CORSO
FONDAMENTI ANATOMO-FISIOLOGICI DELL’ATTIVITÀ’ PSICHICA
Prof. Roberto Bottinelli
a.a. 2000-2001
Generalità sull’organizzazione del sistema nervoso centrale e periferico, sulla sensibilità, sul controllo motorio,
sull’integrazione e sulla memoria, sulle risposte riflesse.
Anatomia funzionale del sistema nervoso
Cranio. Colonna vertebrale. Encefalo: nomenclatura (telencefalo, diencefalo, cervelletto, mesencefalo, ponte,
midollo allungato o bulbo); corteccia; scissure; lobi; aree corticali sede e generalità sulla funzione: area motoria,
premotoria, di Broca, area somestesica primaria e secondaria, area visiva, area uditiva, area di Wernicke, area
memoria a breve termine, area prefrontale, insula; cenni sulle funzioni cognitive dei lobi cerebrali. Neocorteccia,
paleocorteccia, archicorteccia. Strutture profonde dell’encefalo: gangli della base (sede, nomenclatura: caudato,
putamen, pallido, nucleo subtalamico, sostanza nera); sostanza bianca: corpo calloso, radiazione ottica, capsula
interna. Diencefalo: talamo (sede, generalità sul significato funzionale, rapporti con la corteccia e con i gangli
della base; segnali ritrasmessi: sensitivi e motori). Ipotalamo: sede e cenni sulla funzione. Sistema limbico: sede,
cenni sulla funzione, componenti anatomiche. Tronco encefalico: parti, principali fasci che passano (ascendenti e
discendenti), principali centri o nuclei; funzioni. Formazione reticolare: sede e funzioni. Cervelletto: generalità
sulla funzione, peduncoli cerebellari e principali vie, parti del cervelletto (emisferi, verme, lobo flocculonodulare);
struttura: corteccia, sostanza bianca, nuclei profondi. Midollo spinale: organizzazione macroscopica della
sostanza bianca e della sostanza grigia (corno ventrale, corno dorsale, corno laterale); connessioni nervi spinali
con il midollo spinale: radici dorsale e ventrale; funzioni sostanza grigia: collegamento tra periferia ed encefalo,
stazione di integrazione (riflessi); sostanza bianca: cordoni dorsali, laterali e ventrali; fasci ascendenti sensitivi,
fasci discendenti motori, fasci propriospinali. Sistema del liquido cefalo-rachidiano o cerebrospinale: funzione,
composizione, formazione e riassorbimento, ventricoli cerebrali, acquedotto cerebrale, forami, meningi,
circolazione del liquido cefalo rachidiano (plessi corioidei, villi aracnoidei). Nervi spinali: origine, tipi (sensitivi,
motori e misti), nomenclatura e numero, concetto di plessi. Nervi encefalici: oculomotore, trigemino, vago,
glossofaringeo, acustico-vestibolare. Dermatomeri: concetto. Morfologia dei neuroni: corpo, assone, dendriti;
motoneuroni, neuroni a T sensitivi, neuroni bipolari. Cellule gliali: tipi e funzioni; guaina mielinica ed amielinica.
Potenziale di membrana (PM) e potenziale di azione (PA)
Cellule eccitabili: neuroni e cellule muscolari; caratteristiche.
PM: “Cos’é”, che valore ha, il ruolo degli ioni; come si genera: composizione dei liquidi intra- ed extra-cellulare
negli ioni rilevanti, permeabilitá della membrana, pompa sodio potassio. Struttura della membrana plasmatica:
strato fosfolipidico; proteine di membrana e loro funzioni. Passaggio di sostanze attraverso la membrana:
diffusione semplice e diffusione facilitata; canali ionici, trasportatori (carriers) e pompe. Fattori che influenzano la
diffusione attraverso la membrana. Trasporto attivo primario e secondario. Pompa sodio potassio.
PA: “Cos’è”, durata, fasi; la soglia di eccitabilitá; PA come fenomeno “tutto o nulla” e suo significato. Canali ionici
coinvolti nel PA: che ioni passano e di che tipo sono i canali; sequenza di eventi nel PA. Potenziali sub-liminari.
Trasmissione del potenziale di azione: tipo di conduzione, modalitá di conduzione, velocitá di conduzione. Stimoli
che possono causare l’insorgenza di potenziali di azione. Periodo refrattario: assoluto e relativo.
Sinapsi
“Cos’e” una sinapsi, che funzione ha. Tipi di sinapsi: elettriche e chimiche. Sequenza di eventi nella trasmissione
sinaptica. Neurotrasmettitori: criteri di definizione di un neurotrasmettitore; modalitá di liberazione dei
neurotrasmettitori dall’elemento pre-sinaptico; tipi; quanti neurotrasmettitori per neurone e co-trasmettitori; ciclo
di vita di un nerotrasmettitore: sintesi e trasporto assoplasmatico, immagazzinamento, liberazione, rimozione.
Recettori sulla membrana dell’elemento post-sinaptico: ruolo, azione, recettori ionotropi e metobotropi o
enzimatici. Eventi elettrici nell’eccitazione e nell’inibizione neuronale: potenziali post-sinaptici eccitatori ed
inibitori, sommazione spaziale e temporale. Modulazione della trasmissione sinaptica: inibizione sinaptica: presinaptia e post-sinaptica, facilitazione presinaptica, fenomeni a feed-back e feed-forward.
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Sezione afferente, sensitiva del sistema nervoso
Generalità su sezione afferente : recettori (somatici e viscerali), sensi coscienti ed incoscienti, neuroni sensitivi a
T. Generalità su sezione efferente: effettori, sezione efferente somatica (motoneuroni alfa e muscolo scheletrico)
e viscerale (neuroni pre-gangliari e postgangliari e muscoli lisci e ghiandole). Tipi di sensibilitá (generale,
speciale, propriocettiva, viscerale). Recettori sensitivi: tipi, stimolo adeguato, potenziale di recettore o generatore
e potenziale di azione, trasduzione del segnale (esempio del corpuscolo del Pacini), adattamento dei recettori,
classificazione fibre nervose (diametro e velocitá di conduzione). Tatto e pressione: recettori, diversitá della
sensibilitá agli stimoli tattili delle diverse zone del corpo, esplorazione tattile attiva, vie del tatto e della pressione
(dorso-lemniscale e trigeminale), collaterali delle vie sensitive, area somestesica primaria, organizzazione
somatotopica ed omuncolo sensitivo, altre “destinazioni” dell’informazione sensoriale oltre alla corteccia
somestesica primaria. Codificazione dell’informazione sensoriale: riconoscimento intensità, sede e tipo di una
sensazione. Cenni sulla struttura della corteccia. Dolore: scopo, recettori, tipi di fibre nervose delle vie afferenti,
dolore iniziale e dolore successivo, stimoli adeguati, adattamento, iperalgesia, vie del dolore (fascio
spinotalamico, via trigeminale), collaterali vie del dolore, modulazione del dolore (sistema analgesico e
modulazione da afferenze sensoriali, effetto placebo), dolore viscerale, dolore riferito, arti fantasma e dolore
fantasma. Sensibilitá termica: gradazioni di temperatura percepite, tipi di recettori, sede dei recettori,
adattamento, vie della sensibilitá termica (via antero-laterale).
Sezione efferente, motoria del sistema nervoso
Motilitá tipi: somatica e viscerale. Motoneuroni superiori ed inferiori. Sottosistemi motori: motoneuroni inferiori,
motoneuroni superiori (nel tronco encefalico e corteccia motoria), cervelletto, gangli della base. Distribuzione ed
organizzazione dei motoneuroni nella sostanza grigia del midollo spinale. Muscolo scheletrico cenni su:
organizzazione rispetto alle articolazioni, struttura del muscolo e delle cellule muscolari che lo compongono,
struttura del sarcomero, scorrimento dei filamenti nella contrazione muscolare, meccanismo della contrazione
(ciclo di interazione actina-miosina), tipi di contrazione (isometrica e isotonica), placca neuromuscolare,
accoppiamento eccitazione-contrazione, unitá motoria (definizione, tipi, fibre ed unitá motorie, reclutamento),
regolazione della forza sviluppata (effetti della frequenza di stimolazione, contrazione singola e tetano, frequenza
di scarica delle unita motorie). Controllo sui motoneuroni alfa: dal midollo spinale: riflessi. Arco riflesso:
componenti e caratteristiche. Riflessi spinali: da stiramento, tendineo, di evitamento, di deambulazione e riflessi
viscerali. Riflesso da stiramento: stimolo adeguato, risposta, significato del riflesso, fusi neuromuscolari, circuito
neuronale, attivitá gamma e suo significato, aree di controllo dell’attivitá gamma. Riflesso tendineo: stimolo
adeguato, risposta, organo tendineo del Golgi, circuito neuronale, significato. Significato dei recettori muscolari.
Riflesso di allontanamento: stimolo adeguato, risposta, significato, circuito neuronale. Riflesso di deambulazione.
Controllo sui motoneuroni alfa: dal tronco encefalico e corteccia. Organizzazione dei motoneuroni nelle corna
ventrali del midollo spinale (parte mediale e parte laterale) e parti del corpo controllate. Vie discendenti ai
motoneuroni mediali e ai motoneuroni laterali. Ruolo nucleo vestibolare e formazione reticolare. Ruolo della
corteccia motoria: aree primaria e premotoria. Vie discendenti dalla corteccia: origine, fascio cortico-spinale
mediale e laterale, fascio cortico-rubro-spinale. Proiezioni discendenti e finezza dei movimenti. Effetti di lesioni
delle vie motorie. Controllo sui motoneuroni alfa: ruolo del cervelletto e dei gangli della base. Caratteristiche
“organizzative” comuni a gangli della base e cervelletto. Differenze nel controllo del movimento tra cervelletto e
gangli della base in rapporto al contributo della motivazione, del contesto del movimento e dello stato del
movimento. Patologie da lesioni dei gangli della base e del cervelletto. Elementi strutturali comuni a gangli della
base e cervelletto. Cervelletto. Suddivisione anatomica e funzionale del cervelletto. Mappe somatotopiche
cerebellari: dove sono e quale significato hanno. Afferenze al cervelletto ed efferenze dal cervelletto. Funzioni
principali del cervelletto: controllo movimenti posturali ed equilibrio, controllo a feed-back dei movimenti delle
parti distali del corpo, pianificazione e temporizzazione del movimento. Funzioni previsionali extramotorie. Gangli
della base. Nomenclatura, afferenze ai gangli della base ed efferenze dai gangli della base, circuiti del putamen e
del caudato, loro significato funzionale.
Sensi Speciali
Gusto
Funzione, organi coinvolti nel gusto, quali recettori sulle cellule gustative, sensazioni gustative primarie, soglia
gustativa. Bottone gustativo (recettore del gusto): sede, localizzazione in rapporto alla mucosa, specificitá,
adattamento, trasduzione del segnale, codificazione della sensazione di gusto (ipotesi delle vie specifiche, ipotesi
computazionale), vie gustative, riflesso gustativo.
Olfatto
Membrana olfattoria (recettore dell’olfatto): sede, cellule costituenti. Caratteristiche sostanze odorose.
Trasduzione della sensazione olfattiva a livello delle cellule olfattorie. Codificazione della sensazione olfattiva
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(ipotesi delle vie specifiche ed ipotesi computazionale). Adattamento. Odori primari. Soglia. Discriminazione
dell’intensitá. Vie olfattive ed aree olfattive. Sistemi olfattivi (molto antico, antico e recente) e loro funzioni.
Udito
Anatomia: orecchio esterno, medio ed interno; ossicini dell’udito: nomenclatura, disposizione, funzione; coclea:
rampe e membrane (Reissner e basilare); recettore: organo del Corti. Trasmissione delle onde sonore dal
timpano alla coclea; membrana basilare e sue frequenze di risonanza all’apice e base della coclea; cellule
dell’organo del Corti; streocilia, membrana tectoria; trasduzione del segnale nelle cellule del Corti: ruolo delle cilia
e modificazioni del potenziale di membrana. Decodificazione delle frequenze e dell’intensità di un suono. Scala
dell’intensità dei suoni uditi. Frequenze udibili. Vie uditive. Corteccia uditiva: sede, mappe tonotopiche, effetti di
lesioni della corteccia. Riconoscimento della direzione da cui proviene un suono. Controllo centrale della
sensibilità uditiva. Sordità di percezione e di trasmissione.
Senso Vestibolare
Anatomia: otriculo, sacculo, canali semicircolari, macule acustiche e creste ampollari, cellule ciliate, otoliti.
Trasduzione del segnale nelle cellule ciliate delle macule e ruolo degli otoliti. Macule e movimenti della testa.
Creste ampollari: cellule ciliate, sostanza gelatinosa, meccanismo delle trasduzione del segnale. Vie vestibolari:
apparato vestibolare e movimenti della testa e del tronco; apparato vestibolare e movimenti degli occhi; apparato
vestibolare, talamo e corteccia.
Vista
Anatomia: recettori, lenti, nervi; spettro della luce visibile; sclera coroide e retina; cristallino: sua posizione e sue
modificazioni; iride; umor acqueo e umor vitreo; retina: recettori (bastoncelli e coni); neuroni: cellule bipolari,
gangliari, orizzontali, amacrine; disco ottico e macula lutea; vie ottiche; recettori: come sono fatti i coni e i
bastoncelli, come sono distribuiti nella retina. Occhio ed intensità luminosa: iride, recettori sensibili alla luce e
all’oscurità. Ottica della visione: rifrazione; cenni sulle lenti convesse e concave; distanza dall’occhio e raggi
paralleli, convergenti e divergenti; accomodazione; punto prossimo e riflessi; l’immagine retinica; ipermetropia,
presbiopia, miopia, astigmatismo. Meccanismo della fotoricezione: generalità sui composti fotosensibili dei coni e
dei bastoncelli e loro ruolo; fenomeni elettrici delle diverse cellule della retina; soglia di risposta dei bastoncelli e
dei coni; trasduzione del segnale luminoso (origine delle risposte elettriche dei recettori): risposta al buio, risposta
alla luce; rodopsina: cos’è, struttura, modificazioni in seguito alla luce della rodopsina e dei canali del sodio,
frequenza della luce percepita; coni: pigmenti e sensibilità alle diverse lunghezze d’onda della luce; modifiche del
potenziale dei coni e bastoncelli e suoi effetti sul potenziale delle cellule bipolari, e gangliari; campo visivo delle
cellule gangliari; cellule gangliari a centro on e a centro off; circuiti retinici e cellule gangliari on e off; sequenza di
eventi elettrici che conseguono all’illuminazione del centro del campo recettivo di una cellula on e off;
adattamento all’oscurità;
Barriera ematoencefalica: cenni sulla struttura e sulla funzione;
Sistema nervoso autonomo:
funzione; organizzazione e disposizione dei neuroni; sezioni orto- e para- simpatica; gangli paravertebrali,
prevertebrali e periferici; percorso vie simpatiche percorso vie parasimpatiche; neurotrasmettitori nelle
terminazioni pre- e post-gangliari; cenni sugli effetti della stimolazione orto- e para-simpatica su: occhio, apparato
gastroenterico, cuore, vasi, ghiandole.
Cenni sul sistema endocrino:
definizione di ormone; neuroni, cellule endocrine e cellule neuroendocrine; generalità sulle comunicazioni
intracellulari: neurone-neurone; neurone-cellula bersaglio; cellula endocrina e cellula bersaglio; come si
raggiunge la specificità nei diversi casi; controllo a feed-back della secrezione ormonale; funzione generale degli
ormoni; interazioni nervoso-endocrino; controllo nervoso (ipotalamo) sul sistema endocrino: ormoni
dell’ipotalamo per l’ipofisi anteriore; controllo ipotalamico ipofisario delle funzioni endocrine; ormoni ipofisi
anteriore e posteriore;
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NOTA
Gli argomenti del programma sono stati integralmente trattati a lezione e verranno richiesti nei dettagli in cui sono
stati spiegati; la quasi totalità degli argomenti possono essere rinvenuti, in sufficiente dettaglio, sul libro di testo
consigliato nei capitoli: 1-10; 12-17.
Testo consigliato:
Neuroscienze
Di Purves et al.
Ed. Zanichelli
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